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Dokumentenidentifikation DE69205673T2 20.06.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0548341
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM AUFFINDEN VON HORIZONTEN IN 3-D SEISMISCHEN DATEN.
Anmelder Landmark Graphics Corp., Houston, Tex., US
Erfinder HILDEBRAND, Harold, A., Applegate, CA 95703, US;
ALAM, Aftab, Sugar Land, TX 77479, US;
CARAGOUNIS, Peter, Buckinghamshire, HP7 9DW, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69205673
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, MC, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 06.07.1992
EP-Aktenzeichen 929157592
WO-Anmeldetag 06.07.1992
PCT-Aktenzeichen US9205630
WO-Veröffentlichungsnummer 9301508
WO-Veröffentlichungsdatum 21.01.1993
EP-Offenlegungsdatum 30.06.1993
EP date of grant 25.10.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.06.1996
IPC-Hauptklasse G01V 1/30

Beschreibung[de]
Allgemeiner Stand der Technik 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Auswertung seismischer Daten. Die Erfindung betrifft im besonderen ein maschinelles Verfahren zur Auswahl dreidimensionaler (3D) seismischer Daten, um Erdöl-Explorationsfacharbeitern ein besseres Verständnis der Geologie und der Geometrie unter der Oberfläche zu vermitteln. Die vorliegende Erfindung betrifft noch genauer ein automatisches Verfahren zur "Auswahl" bzw. "Nachführung" einzelner seismischer Ereignisse bzw. von Horizonten durch einen dreidimensionalen Datenraum mit außerordentlicher Genauigkeit und sehr hoher Geschwindigkeit.

2. Beschreibung des Stands der Technik

In den Figuren 1 bis 4 der Zeichnungen sind Merkmale und Verfahren gemäß dem Stand der Technik entsprechenden Auswahlverfahren veranschaulicht; in den Figuren 5 bis 8 sind erfindungsgemäße Merkmale und Verfahren veranschaulicht. Hier werden nur dem Stand der Technik entsprechende Verfahren vorgestellt.

Figur 1 zeigt ein Teilstück eines hypothetischen dreidimensionalen seismischen Datenvolumens zur Erläuterung der dreidimensionalen Beziehungen, die in dem Text und den beigefügten Zeichnungen dieser Beschreibung erörtert werden;

Figur 2 zeigt eine isometrische Ansicht eines Teilstücks von fünf seismischen Datenspuren, wobei die Beziehung zwischen einem "Saatpunkt" und dessen vier benachbarten Spuren dargestellt ist;

Figur 3 zeigt ein dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren zur Eigennachführung; und

Figur 4 zeigt ein dem Stand der Technik entsprechendes "iteratives" Verfahren zur Eigennachführung.

Bei der Figur 1 handelt es sich um eine isometrische Ansicht eines Teilstücks eines hypothetischen dreidimensionalen (3D) seismischen Datenvolumens. Die kleinen Kreise oben auf dem Volumen stellen die Oberflächenposition der einzelnen Spuren dar. Die vertikalen Linien stellen die seismischen Spuren dar, die entlang der Z-Achse des Volumens in Zweiweg-Wanderzeit gemessen werden. Diese Wanderung bezieht sich auf die Tiefe bzw. die Entfernung in die Erde, an der eine Welle erzeugt wird. Bei jeder einzelnen Spur handelt es sich um eine Darstellung der Amplitude gegenüber der Zeit akustischer Reflexionen von Schichten in der Erde. Bei der graphischen Ansicht aus Figur 1 handelt es sich eigentlich um eine visuelle Darstellung der Art und Weise, auf die jede seismische Spur tatsächlich dargestellt wird. Jede Spur wird als eine Folge digitaler Ziffern gespeichert, die die Amplitude der Spur um einen Nullwert darstellen. Jede Ziffer verwendet viele "Bits" (ein Bit ist eine Binärziffer mit Werten von 0 oder 1) zur adäquaten Darstellung der Ziffer, die der Amplitude entspricht. Häufig werden acht, sechzehn oder zweiunddreißig Bits verwendet. Diese Bitdarstellungen werden natürlich für jeden Zeitpunkt wiederholt, wie zum Beispiel über sechs Sekunden in Intervallen von 2 oder 4 Millisekunden (msec.).

Bei einem horizontalen Abschnitt bzw. einer Zeitlage handelt es sich um einen horizontalen Schnitt bzw. eine Ebene durch das dreidimensionale Datenvolumen. Dabei werden zur gleichen Zeit unterschiedliche Schichten dargestellt. Auf der anderen Seite wird eine horizontale Darstellung bzw. ein "Horizont" dadurch erhalten, daß ein Attribut einer bestimmten Welle "normalerweise die Zeit der Welle und manchmal die maximalen oder minimalen Amplituden) auf X-Y-Achsen aufgetragen wird. Diese Darstellung entspricht einem topographischen Obeflächenplan, wobei es sich bei dieser Darstellung allerdings um unterirdische Schichten handelt. Das Horizonten-Attribut kann durch Farben oder durch Linienkonturen, usw. dargestellt werden.

In weniger als zehn Jahren revolutionierte die rechnerunterstützte Exploration die seismische Bodenforschung und Feldentwicklung. Bis vor kurzem blieb jedoch ein Aspekt der seismischen Interpretation der automatischen Computerauswahlverfahren im Vergleich zu den Verfahren mit Papier und Bleistift so gut wie unverändert, nämlich die Auswahl unterirdischer Horizonte bzw. einfach die "Auswahl".

Diese Auswahl erfolgte traditionell durch das manuelle Zeichnen mit Buntstiften auf Papier, und zwar jeweils ein seismischer Abschnitt bzw. eine Linie nach der anderen. Dabei handelte es sich um einen außerordentlich langwiedrigen Prozeß. Anfang der 80er Jahre ermöglichten es CAEX-Arbeitsplätze (rechnergestützte Exploration) seismischen Bodenforschern dreidimensionale Daten schneller und effektiver auszuwählen. Die Interpretation seismischer Linien (das heißt einer zweidimensionalen vertikalen Scheibe bzw. eines "vertikalen seismischen Abschnitts") wurde bis dahin weiterhin durch Betrachten und Auswahl einer Linie nach der anderen verwirklicht, wobei es danach möglich war, dies unter Verwendung einer Maus und eines Anzeigeschirms durchzuführen, wobei der Cursor an einigen ausgewählten Punkten auf einem Horizont angeklickt wird, und wobei die Maschine die restlichen Punkte auf dieser Linie auswählen kann. Dabei handelte es sich um die erste Art der automatischen Auswahl, wobei die Produktivität und die Genauigkeit im Vergleich zur manuellen Auswahl inkremental verbessert werden konnten.

Bei einem dem Stand der Technik entsprechenden System zur Nachsteuerung einer Schichtebene (bzw. Schicht oder einfach "Horizont") in eine horizontale Richtung durch den dreidimensionalen Datenraum, wählte ein Anwender mindestens einen "Saatpunkt" aus, der sich dann in alle vier Richtungen in dem dreidimensionalen Datenraum "ausbreitete", wie dies in Figur 2 dargestellt ist, bis er die Grenzen einer durch den Anwender spezifizierten Zone erreichte. Die Anwender konnten die seismischen Daten in einer von zwei Betriebsarten verfolgen.

Ein "Saatpunkt" ist durch dessen X- und Y-Position sowie durch dessen Zeit bzw. Tiefe (d.h. die Z-Achse aus Figur 1) gekennzeichnet. Ferner ist er durch ein Merkmal bzw. ein Attribut der Reflexion an dieser Position in dem Datenvolumen gekennzeichnet. Es können auch andere Merkmale bzw. Attribute verwendet werden, wie etwa die minimale Amplitude, die Phase, die Frequenz, usw. der Reflexion an dem X-Y-Z-Punkt. Gemäß der Darstellung in Figur 3 werden bei der nicht-iterativen Zielverfolgung die seismischen Spuren neben den Saatpunkt auf gleiche Amplitudenwerte untersucht, wobei der beste ausgewählt und dann zu der nächsten zur Verfügung stehenden Spur übergegangen wird, ohne die Genauigkeit der Auswahl noch einmal zu überprüfen.

Bei einem iterativen Auswahlmodus wird eine benachbarte Spur durch Kreuzverweis mit der vorherigen Spur bestätigt. Nach der Bestätigung wurde die benachbarte Spur als Saatpunkt behandelt, so daß die Auswahl benachbarter Spuren von diesem Punkt weitergeführt werden konnte. In der Figur 4 ist diese dem Stand der Technik entsprechende iterative Auswahl dargestellt. Der Begriff Bestätigung bedeutet, daß die Auswahl dann akzeptiert bzw. zugelassen wird, wenn sich die Amplitude der ausgewählten Spur innerhalb der Toleranzgrenzen bewegt, die der Anwender vorher festgelegt hat. Die Anwender können (in einem Maßstab von 1:10) den Grad der zulässigen Amplitudengleichheit spezifizieren. Wenn eine Auswahl diese Zulässigkeitsprüfung nicht erfolgreich bestand, so wurde sie als "tot" bezeichnet, bis wenigstens eine unmittelbar benachbarte Spur eine ausreichende Übereinstimmung für eine Zulässigkeit aufwies.

Sobald also ein Saatpunkt auf einer Spur ausgewählt worden ist, wird diese Spur entlang der Zeitachse bzw. der Z-Achse nach oben und nach unten abgetastet, um die lokalen extremen Amplituden oder einfach die "Extremwerte" zu finden. Ein lokaler Extremwert einer Variable xi, wobei xi einen Digitalisierungsindex darstellt, ist wie folgt definiert:

xi-1 < xi ≥ xi+1 oder

xi-1 > xi ≤ xi+1 .

Diese Abtastung ist bei einer Spitze oder einem Tal durch Nulldurchgänge der Amplitude der Spur begrenzt. Dieser Extremwert variiert normalerweise geringfügig. Wenn T&sub0; zum Beispiel den Saatpunkt darstellt, so stellt T&sub1; normalerweise die Zeit des Extremwerts dar. Als nächstes beginnt die Zeit T&sub0; auf der Targetspur. Auf dieser wird die Zeit zwischen den Nulldurchgängen der Spuramplitude nach oben und unten verändert, bis der naheliegendste Extremwert T&sub2; gefunden ist. Schließlich wird die Zeit T&sub2; auf der Spur verwendet, auf der sich der Saatpunkt befindet, und auf dieser "Saatspur" wird der Abtastvorgang entlang der Z-Achse nach oben und nach unten bezüglich des naheliegendsten Extremwertes T&sub3; wiederum ausgeführt. Wenn T&sub4; gleich T&sub1; ist, so konnte eine iterative Zielverfolgung erreicht werden, wobei die Zielverfolgung andauert.

Die Zulässigkeitstesttoleranz der dem Stand der Technik entsprechenden iterativen Zielverfolgung definiert eine Funktion:

wobei

At = Amplitude von der Targetspur und T&sub2; und

As = Amplitude von dem Saatpunkt bei T&sub1;.

Der Wert von S ist durch die Werte von 0 und 1 begrenzt. Je ähnlicher sich zwei Amplituden sind desto näher an Null liegt die S-Funktion. Je unterschiedlicher zwei Amplituden sind desto näher an Eins liegt die S-Funktion. Als nächstes ist eine Auswertfunktion dargestellt:

SCORE = (S*9,0) + 1.

Der Auswertungswert wird mit einem Kontrollwert von 1 bis 10 verglichen, der von dem Interpretierer bzw. dem Benutzer der Daten ausgewählt wird. Wenn die Auswertungswerte größer sind als der Kontrollwert, so kann eine Targetspur nicht ausgewählt werden.

Bei den vorstehend beschriebenen früheren Techniken müssen sehr große Datenmengen verarbeitet werden, um eine Horizontenabbildung zu erzeugen bzw. auszuwählen. Dabei müssen nicht nur die Auswahlverfahren ausgeführt werden, sondern deren Ausführung erfordert eine Bearbeitung der digitalen Daten, die viele Bits umfassen, welche analoge seismische Signale darstellen. Folglich ist es auch bei sehr leistungsstarken Computern erforderlich, daß ein Geologe oder Geophysiker, der einen Arbeitsplatzrechner mit einem Programm zur Auswahl von Horizonten in dreidimensionalen Räumen umfaßt, solange wartet, bis das Programm die Daten durchsucht und die obenbeschriebenen Auswahlvorgänge ausführt. Diese Wartezeit kann die Kreativität eines Anwenders behindern, wenn der Anwender innerhalb eines kurzen Zeitraums mehrere Horizonten betrachten möchte.

Aufgaben der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Speichern und zur Auswahl dreidimensionaler seismischer Daten vorzusehen, die aufgrund eines Anwenderbefehls innerhalb eines wesentlich kürzeren Zeitraums eine Horizontendarstellung erzeugen, und zwar im Vergleich zu früheren Verfahren bei gleicher Rechnerleistung etwa 10- bis 50mal schneller.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, den erforderlichen Speicherplatz zu verringern, der zum Zeitpunkt der Auswahl eines Horizonts durch den Anwender erforderlich ist, wobei es sich bei dieser Verringerung mindestens um eine achtfache Verringerung des erforderlichen Speichers handelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Speichern und zur Auswahl dreidimensionaler seismischer Daten vorzusehen, das durch eine hohe Genauigkeit bei der Erzeugung von Horizontenplänen und Attributen gekennzeichnet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, Zielverfolgungsfehler zu erfassen und interaktiv zu korrigieren, und zwar im Vergleich zu dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren auf eine wesentlich schnellere und für den Anwender angenehmere Weise.

Zusammenfassung

Die oben angegebenen Aufgaben sowie andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht, wobei die vielen Nachlauf- bzw. Zielfolgeberechnungen in dem dreidimensionalen seismischen Datenvolumen vorher in einer "Stapelverarbeitungsphase" (nicht-interaktive Phase) ausgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Stapelverarbeitung werden in einem "Horizontenbitvolumen" gespeichert, in dem jeder seismische Wert des ursprünglichen dreidimensionalen Würfels digitaler Daten durch ein einzelnes Bit der Abtastinformationen ersetzt wird. Das Horizontenbitvolumen wird durch Auswahl und Verarbeitung aller 3x3-Gitter der seismischen Volumendaten erzeugt, und wobei jedem Tiefenpunkt einer Mittelspur eines Gitters ein "1" Bit zugewiesen wird, für den ein Horizontenindikator bzw. eine "Kenngröße" gemäß einem lokalen Horizontenauswahlverfahren ausgewählt werden kann. Bei dieser Kenngröße kann es sich um eine Maximumamplitude einer Welle, eine Minimumamplitude einer Welle oder um ein anderes Attribut handeln, wie etwa um einen Nulldurchgang, eine Frequenz, usw. Als nächstes wird jeder durch ein "1" Bit einer Mittelspur auf einem bestimmten Tiefenpunkt dargestellte lokale Horizont mit dessen benachbarten Spuren koordiniert, um eine Kontinuität eines lokalen Horizonts von einem lokalen Horizont auf einer Tiefe einer Mittelspur bis zu einem lokalen Horizont einer Mittelspur des benachbarten Nachbarn zu begründen. Es ergibt sich ein Endbitvolumen, das bei einem Zugriff in einer späteren interaktiven Phase Horizonte erzeugt, die von jedem beliebigen Bit in dem Volumen als Saatpunkt beginnen. Diese Horizonte, die sich aus dem Abtasten des Endbitvolumens ergeben, stellen die naheliegendesten Abtastäquivalente der Horizonte dar, die mit dem ursprünglichen Achtbitvolumen seismischer Daten ausgewählt werden.

Ferner werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern von Attributinformationen vorgesehen, die jedem "1" bit des Endbitvolumens entsprechen.

In der interaktiven Phase greift der Anwender nur auf das Endbitvolumen und nicht auf die Daten des ursprünglichen seismischen Datenvolumens zu. Das Datenvolumen kann in einem RAM- Speicher eines Computers gespeichert werden, wobei gemäß dem Stand der Technik eine Abspeicherung auf Disketten erforderlich war. Das Abtasten des Endbitvolumens erzeugt einen Horizontenplan von einem Saatpunkt. Es schreitet dabei so schnell vor, daß ein Anwender anscheinend sofort einen Horizontenplan auf einem Monitor erzeugen kann. Eine Aufzeichnung durch das Bitvolumen wird erhalten, so daß ein Anwender bei der Erfassung eines fehlerhaften Teils der letztendlichen Darstellung diesen Teil der Darstellung finden und beseitigen kann.

Das obenbeschriebene Endbitvolumen umfaßt kennzeichnenderweise 10 bis 20 "1" Bits sowie ansonsten "0" Bits. Bei einem alternativen Verfahren und einer entsprechenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird an Stelle des Endbitvolumens ein "komprimiertes Spurvolumen" erzeugt. Bei dieser alternativen Ausführung wird an Stelle der Speicherung von "1" Bits an der Stelle des dem Abtastpunkt naheliegendsten Attributs einer Welle (wie etwa der Spitze, dem Tal oder einer bestimmten Phase) ein Datensatz der genauen Zeit (bzw. des Tiefenäquivalents) gespeichert, bei der das entsprechende Attribut auftritt. Diese Zeit- bzw. Attributwerte werden sequentiell in einer Indexdatei gespeichert. Bei diesem alternativen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung werden die seismischen Spurdatensätze vorzugsweise interpoliert, um die genaue Zeit bzw. die Tiefenposition sowie den Attributwert jedes lokalen Horizonts zu bestimmen. Die duch die Interpolation ermittelten Attributwerte werden zusammenhängend gespeichert, wobei deren Tiefenpositionen durch die in dem komprimierten Spurvolumen gespeicherten Werte ermittelt werden. In der interaktiven Phase verläuft die Ausbreitung über einen Saatpunkt von dem komprimierten Spurvolumen analog zu dem Abtasten des Endbitvolumens, wobei jedoch ein anderes Suchverfahren eingesetzt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in bezug auf die anhängigen Zeichnungen deutlicher, wobei gleiche Teile durch übereinstimmende Bezugsziffern bezeichnet sind, und wobei ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

die Figuren 1 bis 4 dem Stand der Technik entsprechende automatische Auswahlverfahren und Darstellungen eines dreidimensionalen seismischen Datenvolumens;

Figur 5 ein 3x3-Spurvolumen, das um eine zentrale Spur definiert ist, die zur Erzeugung von Anwärterbits verwendet wird;

die Figuren 6A und 6B ein Verfahren zur Feststellung, ob sich eine Kenngröße einer Welle auf einer bestimmten Tiefe auf einem lokalen Horizont befindet oder nicht, wobei diese Feststellung erfolgt um entscheiden zu können, ob in dem Anwärterbitvolumen ein Bit gesetzt werden soll oder nicht;

die Figuren 7A und 7B Testverfahren bei der Erzeugung eines Endbitvolumens zur Gewährleistung der Erzeugung eines Horizonts, wenn ein späterer Abtastvorgang des Bitvolumens von einem beliebigen Bit in dem Bitvolumen erfolgen soll;

Figur 8 Testverfahren bei der Erzeugung eines Endbitvolumens, durch welches auf den Tiefenpunkten der Mittellinien gesetzte Bits bezüglich benachbarter Bits westlich und östlich sowie nördlich und südlich geprüft werden;

Figur 9 schematisch die Tatsache, daß nach der Stapelverarbeitung von dem Anwender ein Saatpunkt ausgewählt wird, wobei der Saatpunkt einer "1" in dem Endbitvolumen entspricht, und wobei die Funktionsweise eines Scanners dargestellt ist, der eine Horiontendarstellung erzeugt, wobei Vorgängerinformationen gehalten werden, die für die Feststellung und die Korrektur von Darstellungsfehlern nützlich sind; und

Figur 10 die Erzeugung eines Attributvolumens von Attributwerten, die den "1" Bits des Endbitvolumens entsprechen.

Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in zwei Phasen unterteilt. Für die Verwirklichung dieses Verfahrens ist eine Computersoftware vorgesehen, die mit der Hardware zusammenarbeitet. Bei der ersten Phase handelt es sich um eine (nicht-interaktive) Datenstapelverarbeitungsphase, wobei dreidimensionale seismische Spurdaten zuerst in kleinen Testbereichen verarbeitet werden, um "Anwärterbits" zu finden, die lokale Horizonte darstellen. Diese "Anwärterbits" werden danach in einem "Scanner"-Vorgang verarbeitet, um zu gewährleisten, daß die sich nebeneinander befindenden Horizonte an ihren gemeinsamen Grenzen zusammenpassen. Bei dem Endergebnis handelt es sich um ein Endbitvolumen, bei dem jede Spur als eine Funktion der Tiefe in eine Reihe von 0ern und 1ern umgewandelt wird, so daß alle Horizonte dargestellt werden. Die 1 Bits werden auf der Tiefe jeder Schichtebene bzw. jedes "Horizonts" in dem Volumen seismischer Daten positioniert. Ein Horizont ist als ein horizontal fortführbares Merkmal der Erdformation definiert, wobei es sich normalerweise um eine Spitze bzw. um ein Tal einer Welle der seismischen Spuren handelt. Eine Welle einer Spur stellt häufig Reflexionen unterirdischer Erdschichten dar. Es können auch andere Attribute bzw. Merkmale als Spitzen und Täler verwendet werden, wobei die verbleibende Beschreibung jedoch auf diese Merkmale beschränkt ist.

Bei der zweiten Phase handelt es sich um eine interaktive Phase, in der das Endbitvolumen in den RAM-Speicher eines rechnergestützten Explorations-Arbeitsplatzes geladen wird. Der Anwender wählt zuerst eine zweidimensionale seismische Linie aus, die auf einem Monitor angezeigt wird. Danach bewegt der Anwender einen Cursor auf die ausgewählte Schicht (d.h. das Maximum einer Welle) und klickt die Stelle mit dem Cursor an. Durch dieses Anklicken werden die X-, Y- und Z-Koordinaten dieses einen Schichtpunkts identifiziert. Die Koordinaten werden dem in dem RAM gespeicherten Endbitvolumen zugeführt, und ein an diesen X-Y- Z-Koordinaten gespeichertes Bit wird als Saatpunkt für die Horizontenabbildung gekennzeichnet. Dieser Saatpunkt wird in einem automatischen Auswahlverfahren (genannt "Scanner", ein ähnliches Verfahren wie es zur Erzeugung von Endbits aus den Anwärterbits verwendet wird) dazu verwendet, den Saatpunkt durch das dreidimensionale Bitvolumen wachsen zu lassen. Ein Horizont wird auf dem Monitor sehr schnell und mit hoher Genauigkeit erzeugt und angezeigt. Nachstehend werden die obenbeschriebenen Phasen genau beschrieben.

Stadelverarbeitungsdhase 1. Erzeugung des Anwärterbitvolumens

In Figur 5 ist die Transformation digitaler Daten dargestellt, welche seismische Wellenamplituden als eine Funktion der Tiefe in entsprechende Bits darstellen, das heißt in 0er und 1er als eine Funktion der Tiefe, wobei die 1er in Tiefen plaziert werden, wo ein vorbestimmtes Merkmal einer Welle ausgewählt wurde. Das dreidimensionale seismische Volumen auf der linken Seite aus Figur 5 veranschaulicht zum Beispiel ein 3x3-Spurvolumen um eine zentrale Spur, die sich als eine Funktion der Tiefe z bei x=1, y=1 befindet. An den Tiefenpositionen z&sub1; und z&sub2; sind die beiden Wellen 40, 40 dargestellt. Selbstverständlich kann eine tatsächliche Welle viele Wellen aufweisen.

Das 3x3-Volumen seismischer Spuren, von denen das bei x=1, y=1 zentrierte Volumen ein Beispiel darstellt, wird durch einen AUSWAHL-Vorgang bzw. Programm 110 als Gruppe verarbeitet, um bei x=1, y=1 eine zentrale Bitspur als Funktion der Tiefe zu erzeugen. Es wird davon ausgegangen, daß die Auswahl des Programms 110 bestätigt hat, daß die an der Tiefe z&sub1; der Welle 40 und an der Tiefe z&sub2; der Welle 42 veranschaulichten maximalen Amplituden getrennten lokalen Horizonten durch das 3x3-Gitter der seismischen Spuren entsprechen. Das Anwärterbitvolumen auf der rechten Seite aus Figur 5 zeigt, daß die zentrale Spur bei x=1, y=1 als eine Funktion der Tiefe 1 Bits aufweist, die bei z&sub1; und z&sub2; positioniert sind, wobei alle anderen Tiefen dieser Spur durch Nullen dargestellt sind. Diese Prozedur kann für alle zentralen Spuren des dreidimensionalen seismischen Volumens wiederholt werden, bis das Anwärterbitvolumen vollständig mit 0 und 1 Bits gefüllt ist. (Alternativ können Anwärterbits einer zentralen Spur in bezug auf benachbarte lokale Horizonte gefunden und geprüft werden, so daß bei einer weiteren Verarbeitung Endbits gefunden werden.) Das Auswahlprogramm 110 aus Figur 5 wird nachstehend beschrieben, wobei es auf jede maximale Amplitude jeder Welle jeder zentralen Spur jedes seismischen 3x3-Bitvolumens angewandt wird.

2. Bestimmung der Anwärterbits für jede zentrale Spur des Anwärterbitvolumens

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des AUSWAHL-Verfahrens aus Figur 5 ist in den Figuren 6A und 6B dargestellt. Das Verfahren kennzeichnet zuerst die maximalen Wellenamplituden für jede Tiefe einer zentralen Spur eines 3x3-"Volumens" von Spuren. Als nächstes wird eine fünfspurige Prüfanordnung von Wellen nach "Süden", "Westen", "Norden" und "Osten" (mit A, B, C, D bezeichnet) der zentralen Spur gemäß den Darstellungen in den Figuren 6A und 6B ausgewählt. Die Süd-, West-, Nord- und Ost- Spuren dienen als Prüfspuren um die zentrale Spur 0, die eine Tiefe z aufweist, die dem maximalen (bzw. einem anderen Merkmal wie zum Beispiel dem minimalen) Wellenamplituden-Tiefenpunkt gemäß der Darstellung aus Figur 6A entspricht. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des AUSWAHL-Verfahrens 110 werden alle vier Seitenspuren im Verhältnis zu der zentralen Spur ausgewählt und iterativ bestätigt, und zwar bevor der Maximumpunkt 0 in der Tiefe = z&sub1; als "1" Bit in der Tiefe = z&sub1; der entsprechenden zentralen Spur des Anwärterbitvolumens zugeführt wird. Wenn ein Vergleich der zentralen Spur und einer benachbarten Seitenspur nicht innerhalb einer benutzerdefinierten Zulässigkeitsgrenze liegt, so wird das Wellenmaximum bei der Tiefe z&sub1; abgewiesen, da es nicht auf einen lokalen Horizont fällt.

Das erfindungsgemäß bevorzugte Auswahlverfahren verläuft durch die Mehrspuren-Bestätigungsprozedur in einer fünfspurigen Anordnung durch Auswahl von vier benachbarten (Seiten-) Spuren (siehe Figur 6B) und Bestätigung jedes der vier Punkte A, B, C und D auf die genau gleiche Art und Weise wie bei dem dem Stand der Technik entsprechenden iterativen Modus aus Figur 4. Bei jeder iterativen Bestätigung werden die gleichen, oben beschriebenen benutzerdefinierten Zulässigkeitskriterien verwendet. Für den Tiefenpunkt 0 in dem Anwärterbitvolumen wird nur dann ein 1 Bit gesetzt, wenn alle vier Seitenspuren die Zulässigkeitstests erfolgreich bestehen. Wenn alle vier Seitenspuren diese Tests erfolgreich bestanden haben, kann jede der vier Seitenspuren A, B, C und D wieder mit dem Mittelpunkt verbunden werden. Diese "Alles-oder-Nichts-Regel" ist weder optimal noch erforderlich, so daß weniger strenge Kriterien ausreichen.

Der oben beschriebene Vorgang wird für jede Welle der zentralen Spur bei x=1, y=1 wiederholt. Normalerweise existieren viele Wellen mit einer Maximalamplitude. Im allgemeinen existieren N Wellen, die sich an den Tiefen z&sub1;, z&sub2;,...zi,...zN befinden, wobei i die i-te Welle bezeichnet. Bei jeder erfolgreichen Auswahlprüfung gemäß obiger Beschreibung wird eine Tiefe der benachbarten Spur als sich auf einem lokalen Anwärterhorizont befindend gespeichert. An erfolgreichen Tiefen zi werden somit "1" Bits gespeichert, wobei gleichzeitig die Tiefe der benachbarten Spur bei A, B, C, D gespeichert wird. Nullen ("0" Bits) werden an allen Abtasttiefenpositionen (bzw. Spurintervallen) gespeichert, an denen keine "1" Bits gespeichert sind. Diese Speicherung kann der Darstellung aus TABELLE 1 entsprechen.

Das vorstehende Auswahlverfahren wird unabhängig für jedes 3x3- Spurvolumen nacheinander vor der Validation für jede Spur durchgeführt. Zum Beispiel wird das bei x=2, y=1 zentrierte 3x3- Datenvolumen gemäß dem obenbeschriebenen Auswahlverfahren verarbeitet. Ein-Bits ("1") werden bei den z-Tiefen gesetzt, die in der Tabelle II als z'-Tiefen gekennzeichnet sind. Die entsprechenden Seitenspuren A, B, C, D werden gemäß der Darstellung in TABELLE II wie in TABELLE I gespeichert.

TABELLE I (x=1, y=1)
Gesetzte Bits Tiefe d. zentr. Spur Entsprechende Tiefen der Seitensduren
TABELLE II (x=2, y=1)
Gesetzte Bits Tiefe d. zentr. Spur Entsprechende Tiefen der Seitenspuren

3. Bestimmung des Endbitvolumens

Bei dem während der "interaktiven Phase" (nachstehend beschrieben) verwendeten Scannerverfahren kann die Tiefe eines Bits als Startpunkt für die Suche nach einem Bit in einer benachbarten Spur verwendet werden (z.B. in der unmittelbar nördlichen, südlichen, östlichen oder westlichen Spur). Wenn die Suche erfolgreich ist, so "gehören" das ursprüngliche Bit und das neu gefundene Bit zu dem gleichen Horizont. In dem obigen Abschnitt wurde die Auswahl von Anwärterbits beschrieben, die sich darauf bezieht, wie durch seismische Daten bestimmte lokale Horizonte zur Definition von Bits verwendet werden.

Die in diesem Abschnitt beschriebene Verarbeitung bestimmt, ob jedes Bit den korrekten lokalen Horizont erzeugt. Wenn dies der Fall ist, wird das Bit gehalten; wenn dies nicht der Fall ist, wird es verworfen. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, daß das "End"-Bitvolumen die gemäß den seismischen Daten bestimmten Horizonte naturgetreu wiedergibt.

In Anbetracht dieser Anforderung und weiter in bezug auf das durch die Tabellen I und II oben beschriebene Beispiel, müssen die Bits an den verschiedenen Tiefen z' für das 3x3-Datenvolumen bei x=2, y=1 für zulässig erklärt werden, um zu gewährleisten, daß die auf den z'-Tiefen gesetzten "1" Bits auf einem Horizont liegen, der durch das Auswahlverfahren für das 3x3-Datenvolumen für x=1, y=1 bestimmt worden ist. Die Prüfung wird anders ausgedrückt durchgeführt, um festzustellen, ob das Bit bei z&sub1;' innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Bit bei zi (x=1, y=1) liegt und vice versa. Diese Validation ist in der TABELLE III dargestellt.

TABELLE III VALIDATION z'AUSWAHL (Zum Beispiel x=2, y=1 3x3 Datenvolumen in bezug auf x=1, y=1 3x3 Datenvolumen)

1.) Bewertung jedes z'i Bits der zentralen Spur nacheinander.

2.) Finden des naheliegendsten Bits z* der zentralen Spur für jedes Bit z'i der zentralen Spur innerhalb von "a" Einheiten von z'&sub1; in der z-Richtung, und zwar für die zentrale Spur x=1, y=1 gespeichert. (Siehe Darstellung aus Figur 7A). Wenn kein solches Bit existiert wird mit dem nächsten z'i fortgefahren.

3.) Als nächstes wird bestimmt, ob dieses Bit z* der zentralen Spur von x=1, y=1 gleich dem Seitenbit z' Bi von x=2, y=1 ist. (Siehe Tabelle II). Wenn dies der Fall ist dann entspricht der lokale Horizont bei zi für das 3x3-Volumen von x=1, y=1 dem lokalen Horizont bei zi' für x=2, y=1. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird das bei z'&sub1; gesetzte Bit ausgeschaltet. (d.h. es wird gleich "0" gesetzt).

Als nächstes müssen die Bits an den verschiedenen Tiefen z für das 3x3-Datenvolumen von x=1, y=1 validitiert werden, um zu gewährleisten, daß nur ein gemeinsamer Horizont zwischen gesetzten Bits in z für x=1, y=1 und in z' für x=2, y=1 existiert. Dieses Verfahren ist in der TABELLE IV dargestellt.

TABELLE IV (VALIDATION BENACHBARTER LOKALER HORIZONTE)

1.) Für die Bitspur x=1, y=1 wird i=0 gesetzt, und i wird um 1 erhöht, bis alle Bits geprüft worden sind.

2.) Für das Bit zi gilt es das naheliegendste Bit z'* auf der zentralen Bitspur für x=2, y=1 innerhalb eines Abstands a zu finden; das heißt, existiert ein Bit zwischen z' = z'i ± a? (Siehe Figur 7B) Wenn z'* nicht existiert, wird i = i+1 gesetzt und zu dem Schritt 5 gesprungen.

3.) Ist z'* gleich zDi (Siehe Tabelle I)? Wenn dies der Fall ist, so wird i=i+1 gesetzt und zu dem Schritt 6 gesprungen.

4.) Wenn z'* nicht gleich zDi ist wird das Bit bei z'* auf "0" gewechselt und i auf h gesetzt, wobei h den kleinsten Index jedes Bits darstellt, das größer oder gleich der Tiefe z'*-a ist.

5.) Wenn kein solches i existiert, wird die Prozedur verlassen.

6.) Wenn i kleiner ist als die Anzahl der in x=1, y=1 gespeicherten Bits, wird zu dem obigen Schritt 1 gesprungen.

Das Verfahren dauert für die gesamte erste "Linie" der 3x3- Volumen der zentralen Spur an, wobei von links nach rechts vorgegangen wird. Das heißt, bei der Linie y=l werden die in z für y=1, x=2 gesetzten Bits gemäß dem in den Tabellen I, II, III und IV ausgeführten Verfahren als nächstes verarbeitet und danach die in z für y=1, x=3 gesetzten Bits, usw., bis die gesamte Linie verarbeitet worden ist.

Wie dies in Figur 8 dargestellt ist, wird die Linie y=2 als nächste verarbeitet, usw. Für das 3x3-Volumen bei y=2, x=1 werden die z-Bits gemäß dem in den obigen Tabellen I bis IV ausgeführten Verfahren dadurch verarbeitet, daß sie in bezug auf die für y=1, x=1 gespeicherten z-Bits validitiert werden. Für x=1, y=2 wird also eine neue Tabelle II erzeugt. Die neue Tabelle II und die Tabelle 1 werden gemäß dem Verfahren aus Tabelle III bewertet, wobei die Prüfung das in der neuen Tabelle II für x=1, y=2 gespeicherte Bit z' sucht und danach "südlich" fortfährt zu der Tabelle für x=1, y=1, um zu prüfen, ob das z*-Bit gleich z'Ci ist. Als nächstes werden die neue Tabelle II und die Tabelle I gemäß dem Verfahren aus Tabelle IV geprüft, wobei die Bits in x=1, y=1 (Tabelle I) im Vergleich zu den Bits in x=1, y=2 (neue Tabelle II) geprüft werden, wobei danach nördlich fortgefahren wird, um zu prüfen, ob z'*-Bit gleich dem zAi-Bit aus Tabelle I ist.

Als nächstes wird das bei y=2, x=2 zentrierte 3x3-Volumen im Verhältnis zu den Bits des bei y=1, x=2 zentrierten Volumens "südlich" und im Verhältnis zu den Bits des bei y=2, x=1 zentrierten Volumens "westlich" geprüft. Dieser Vorgang dauert auf diese Weise an, bis alle Linien des 3x3-Datenvolumens verarbeitet worden sind.

Die Verarbeitung auf die oben beschriebene Weise gewährleistet, daß die Bits auf den Spuren, die in dem Endbitvolumen verbleiben, auflokalen Horizonten liegen, die innerhalb eines vorbestimmten Tiefenabstands lokaler Horizonte benachbarter Spuren liegen. Wenn sie einem Scanner ausgesetzt werden, wie dies nachstehend beschrieben wird, so handelt es sich bei den Horizonten, die aus diesem Endbitvolumen ausgewählt werden, um die gleichen Horizonte die ausgewählt werden würden, wenn es sich um die ursprünglichen seismischen Daten handeln würde. Es gilt festzustellen, daß in der Stapelverarbeitungsphase für jedes gewünschte Merkmal für eine horizontale Abbildung ein separates Endbitvolumen erzeugt werden muß. Somit müssen getrennte Bitvolumen für Spitzen (maximale Welle) und Täler (minimale Welle) erzeugt werden.

Alternatives Verfahren und Vorrichtung: Erzeugung komprimierter Spurvolumen

Bei dem vorstehend beschriebenen Endbitvolumen sind in den Spurintervallen weitaus mehr "0"er als "1er" gespeichert. In dem Endbitvolumen befinden sich im allgemeinen zwischen 80 und 90 Prozent Nullen. Demgemäß wird eine Alternative zu dem Endbitvolumen dadurch vorgesehen, daß alle "1" Bits des Endbitvolumens durch eine indexierte Datei ersetzt werden, die die genaue Zeit- bzw. Tiefenposition deren seismischen Spur aufweist. Alle "0" Bits werden in dieser Speicheranordnung verworfen. Bei der Spur mit x=1, y=1 ersetzt somit eine Folge bzw. ein "Stapel" von Ziffern die "1" Bits des Endbitvolumens. Jede Ziffer repräsentiert die Tiefe eines "1" Bits des Endbitvolumens. Diese Folge von Ziffern wird für jede Spur in dem Bitvolumen wiederholt.

Es wird bevorzugt, daß die Tiefeninformation jedes Bits als eine vorzeichenlose Halbwortintegerzahl gespeichert wird. Dies impliziert, daß es sich bei der größtmöglichen, in dem komprimierten Spurvolumen speicherbaren Tiefe (das heißt dem Zweiweg-Zeitwert einer seismischen Spur) um 65535 handelt. Da die normalen Spurlängen im Bereich von 5 bis 6 Sekunden liegen, können Zeitwerte mit einer Genauigkeit einer Zehntel Millisekunde gespeichert werden. Wenn, wie dies bevorzugt wird, die Zeit(Tiefen-)Daten als vorzeichenloses Halbwort gespeichert werden, so werden die Gleitpunktdarstellungen der Spurzeit (Tiefe) zuerst skaliert, danach gerundet und dann als Integerzahlen gespeichert.

Das resultierende Horizonteninformationsvolumen, bei dem es sich in diesem Fall um das in ein komprimiertes Spurvolumen transformierte Endbitvolumen handelt, umfaßt etwa 50 Prozent mehr Bits insgesamt (aufgrund der Speicherung der Tiefeninformationen) als das Endbitvolumen, wobei das Volumen immer noch ungefähr fünfmal kleiner ist als das ursprüngliche dreidimensionale seismische Volumen. Der Vorteil eines komprimierten Spurvolumens im Vergleich zu einem Endbitvolumen liegt darin, daß es genauer gestaltet werden kann, um die exakten Tiefenpositionen und Wellenattribute durch Interpolation darzustellen.

Alternatives Verfahren und Vorrichtung: Interpolation der Welle in einem Intervall, das ein "1" Bit in dem Endbitvolumen umfaßt. um die exakte Tiefenposition eines Horizonts und dessen Attributwert zu bestimmen.

Wie dies bereits vorstehend festgestellt worden ist wird jedes "1" Bit eines Endbitvolumens so ausgewählt, daß es die Existenz eines Horizonts in einem dreidimensionalen Raum seismischer Spuren darstellt. Diese Bits weisen eine Abhängigkeit auf, auf abgetastete Tiefenintervalle der Digitalwerte der seismischen Spuren zu fallen. Die tatsächlichen Maximalwerte können tatsächlich oberhalb bzw. unterhalb der bestimmten Tiefenposition des "1" Bit liegen. Diese Tatsache impliziert, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Interpolation vorgesehen werden können, um die exakte Tiefenposition und den Maximal- bzw. Minimalattributwert einer Welle zu bestimmen, der sich in der Nähe der Tiefe des "1" Bits des Endbitvolumens befindet. Bei dem bevorzugten Interpolationsverfahren wird eine Parabel durch drei durch das "1" Bit definierte Punkte sowie durch die Wellen oberhalb und unterhalb der Tiefe dieses "1" Bits gezogen. Die Tiefenposition der zentralen bzw. maximalen (oder möglichen minimalen) Position dieser Parabel bestimmt die genaue Tiefe des Maximums und des Minimums, und die Höhe erzeugt den wahren Attributwert der Welle.

Vorzugsweise wird der interpolierte Tiefenwert in dem komprimierten Spurvolumen an Stelle des entsprechenden "1" Bits in dem Endbitvolumen gespeichert. Bei dem resultierenden interpolierten Tiefenwert in dem komprimierten Spurvolumen handelt es sich um eine genauere Darstellung der Positionen des Horizonts als bei der entsprechenden Position des "1" Bits in dem Endbitvolumen.

Interaktive Phase

In der Figur 9 ist die erfindungsgemäße interaktive Phase dargestellt, nachdem die Stapelverarbeitungsphase abgeschlossen worden ist. Das Endbitvolumen wird natürlich in den RAM-Speicher geladen (oder abhängig von der Größe des Bereichs und der Größe des RAMS in einen Bereich des RAM-Speichers), und ein zweidimensionaler seismischer Abschnitt kann auf einem Arbeitsplatz-Monitor 200 angezeigt werden. Der Anwender wählt einen Saatpunkt aus, und zwar zum Beispiel durch Positionierung des Maus-Cursors an dem Punkt P sowie durch Anklicken der Maus. Durch das Anklicken der Maus wird eine X-, Y- und Tiefen(Z-)- Information erzeugt, die einem bestimmten 1 Bit des in dem RAM- Speicher des Computers 100 gespeicherten Endbitvolumens 102 entspricht. Als nächstes wird das automatische Auswahlverfahren bzw. "SCANNER" 105 dazu verwendet, andere 1 Bits in dem Endbitvolumen auszuwählen, die einen Horizont definieren. Diese Bits entsprechen dem gemeinsamen Attribut, wie etwa der maximalen Wellenamplitude

Beschreibung des Scanners

Der Scanner 105 ist vorzugsweise als ein in dem RAM-Speicher des Computers 100 gespeichertes Computerprogramm verwirklicht, welches das Endbitvolumen 102 so bearbeitet, daß eine Horizontenabbildung 110 erzeugt wird. In der nachstehenden Tabelle V ist die Funktionsweise des Scanners beschrieben. Der Scanner plaziert den anfänglichen Saatpunkt und andere ausgewählte X-Y-Z-Punkte, die durch die Verarbeitung in einer "WARTESCHLANGE" zu Saatpunkten werden. Durch das Scannen werden die X-Y-Koordinaten der Horizontenabbildung 100 z-Werten bzw. "Tiefen" zugewiesen, die sich auf der gleichen Schichtebene bzw. dem gleichen "Horizont" befinden wie der Saatpunkt.

TABELLE V (SCANNER)

Schritt 1.) Initialisierung: Der Saatpunkt wird in eine leere Warteschlange eingegeben. Die Horizontenabbildung wird für jede X-Y- Koordinate in einen "leeren Zustand" versetzt. Das heißt, die Z-Koordinate wird für jeden X-P-Punkt der Abbildung auf Null gesetzt.

Schritt 2.) Der erste Saatpunkt x, y, z wird aus der Warteschlange entfernt. Somit wird die Warteschlange um einen Punkt kürzer. Wenn sich in der Warteschlange kein Punkt befindet, so endet der Scanning-Vorgang.

Schritt 3.) Der Punkt x, y, z aus der Warteschlange wird dazu verwendet in der Z-Richtung ein "1" Bit in dem Endbitvolumen zu suchen. Bei einer Apertur von zwei Tiefeneinheiten (die Apertur muß der in dem Stapelverarbeitungsvorgang verwendeten Apertur entsprechen) dauert die Suche an, und zwar eine Tiefeneinheit nach unten, zwei Tiefeneinheiten nach oben, drei Tiefeneinheiten nach unten und vier Tiefeneinheiten nach oben. Wenn ein "1" Bit gefunden wurde, zum Beispiel bei x, y, z', so erfolgt in der Abbildung 110 an der Stelle x, y ein Eintrag von z', und das Verfahren springt zu dem nachstehenden Schritt 4. Das Verfahren springt zu dem Schritt 2 zurück wenn in dieser Apertur kein "1" Bit gefunden worden ist.

Schritt 4.) Danach wird jede der vier "Abbildungs "- Richtungen von dem x, y Punkt abgearbeitet. Diese Richtungen gehen "nördlich" (x, y+1), "südlich" (x, y-1), "östlich" (x+1, y) und "westlich" (x-1, y).

Bezüglich jeder dieser Abbildungsrichtungen wird die Abbildung darauf überprüft, ob ihr bereits eine Z-Koordinate zugewiesen worden ist. Wenn dies der Fall ist passiert nichts weiter und der Punkt in die nächste "Richtung" wird geprüft. Wenn sich der nächste neue Punkt im "leeren Zustand" befindet, so wird an dem Ende der WARTESCHLANGE eine dreidimensionalen Koordinate positioniert, welche die Position der Koordinate der leeren Abbildung enthält sowie den z'-Wert aus dem Schritt 3.

Wenn es sich bei den Koordinaten des in dem Schritt 3 befindenden "1" Bits um (x, y, z') handelt und wenn die (x, y-1) Abbildungsposition leer ist, so wird der Punkt (x&sub1;, y-1, z') an dem Ende der WARTESCHLANGE positioniert (ähnliches gilt für (x, y+1), (x-1, y) und (x+1, y) Nach Beendigung des Schrittes 4 springt die Verarbeitung zu dem Schritt 2.

Das Scanner-Verfahren endet, wenn es sich nicht weiter ausbreiten und keine weiteren z-Positionen mehr hinzufügen kann, an denen 1 Bits in dem Endbitvolumen gespeichert sind. Bei Beendigung des Scanner-Verfahrens wurden der Horizontenabbildung Tiefenpunkte hinzugefügt, durch welche ein Weg von dem ursprünglichen Saatpunkt zu einem beliebigen aus diesem Punkt ermittelten Punkt existiert. Es ist mit anderen Worten möglich, einen Weg von dem Saatpunkt zu jedem anderen Punkt zu verfolgen, der der Horizontenabbildung hinzugefügt worden ist, so daß sich die benachbarten Punkte auf dem Weg in ihren Z-Werten um nicht mehr als den Aperturabstand unterscheiden ("a" Tiefeneinheiten gemäß der Darstellung aus Figur 10).

Alternatives Verfahren und Vorrichtung: Interaktives Scannen eines Interdolierten. Komprimierten Spurvolumens.

Der oben für die interaktive Phase des Absuchens eines Endbitvolumens beschriebene Scanner wird mit wenigen Abänderungen zum Absuchen des interpolierten, komprimierten Volumens verwendet. Der Saatpunkt bzw. die Tiefe wird dem komprimierten Volumen hinzugefügt. Der Index dieser Tiefe wird zur Identifizierung des gleichen Indexes und eines Indexintervalls auf benachbarten komprimierten Spuren verwendet. Die Tiefenwerte, die diesen Indizes in den benachbarten komprimierten Spuren entsprechen, werden abgesucht, um innerhalb einer vorbestimmten Tiefendifferenz von der Saattiefe interpolierte Tiefen zu finden. Diese Tiefendifferenz kann durch den Anwender des Systems verändert werden. Etwaige gefundene Tiefen der benachbarten komprimierten Spuren werden als sich auf dem gleichen Horizont wie die Saattiefe befindend gekennzeichnet bzw. bezeichnet. Bei einer erfolglosen Suche in dem ursprünglich gekennzeichneten Indexintervall wird das Indexintervall verdoppelt, bis die Suche erfolgreich ist, oder bis keine weiteren Tiefen benachbarter komprimierter Spuren gefunden werden können. Dieser Vorgang wird mit dem Index und dem Tiefenwert an der benachbarten Spur als neuer Saatpunkt wiederholt.

Aufzeichnung von Vorgängerinformationen

Wenn sich der Scanner von den Saatpunkten auswärts in die nördlichen, südlichen, östlichen und westlichen Richtungen "ausbreitet" wird für jeden ausgewählten benachbarten Punkt bezüglich dem Stammpunkt, der zu der Auswahl führte, ein Datensatz beibehalten. Zum Beispiel kann der Saatpunkt bei x,y zu der Auswahl der Punnkte x+1, y; x, y+1; x-1, y-1; und x,y-1 führen. Der Punkt x,y ist der Vorgänger dieser vier Punkte. In ähnlicher Weise kann der Punkt bei x+1,y zu der Auswahl von x+2,y; x+1,y+1; und x+1,y-1 führen. Der Punkt x+1,y ist der Vorgänger von x+2,y; x+1,y+1; und x+1,y-1. Der Punkt bei x,y ist selbstverständlich der Vorgänger aller vorstehend genannten Punkte. Diese Vorgängerinformationen werden in dem Speicher 107 (Figur 9) gespeichert, wenn die Horizontenabbildung 110 erzeugt wird.

Aufbereitung auf der Basis aufgezeichneter Vorgängerinformationen

Während der in den Figuren 5, 6A, 68, 7A, 7B und 8 und in den Tabellen I-IV dargestellten Stapelnachführung kann es sein, daß Fehler in der Erde nicht erkannt werden, und daß die Zielverfolgung über einen Fehler "springt", und zwar von einer sedimentären Schicht bzw. von einem Horizont zu dem anderen. Nach Beendigung des Abtastvorgangs des Endbitvolumens erkennt die Abtastung ebenfalls keine Fehler und folgt somit weiter neuen Horizonten, d.h. einer anderen sedimentären Schicht als der des Saatpunkts.

Es ist wünschenswert, daß alle ausgewählten Punkte, die sich nicht auf dem Horizont des Saatpunktes befinden, entfernt werden, und wobei das entfernte Teilstück neu abgetastet werden sollte.

Fehlerhafte Horizontenbereiche können durch Sichtinspektion durch einen Interpretierer identifiziert werden, der die Horizontenabbildung aus Figur 9 betrachtet. Plötzliche Veränderungen der Tiefe der Abbildung können dem Interpretierer anzeigen, daß bestimmte Punkte der Abbildung falsch ausgewählt worden sind.

Unter Verwendung der in dem Modul 107 gespeicherten Vorgängerinformationen kann der Anwender bezüglich jedem gegebenen Abkömmlings-Punkt den Weg bzw. die Wege zurück zu dem Saatpunkt anzeigen. Durch Sichtinspektion eines Wegs bzw. von Wegen auf der Horizontenabbildung 110 oder auf einem seismischen Abschnitt kann der Punkt identifiziert werden, an dem der Scanner 105 auf einen Fehler gestoßen ist. Durch das Löschen aller Abkömmlinge des Punkts, an dem der Scanner auf Fehler gestoßen ist, werden diese Einträge aus der Horizontenabbildung entfernt. Der gelöschte Bereich kann danach neu abgetastet werden, wobei in diesem Bereich ein neuer Saatpunkt angegeben wird.

Erzeugung eines Attributvolumens

Es ist häufig der Fall, daß ein Forschungsingenieur (wie etwa ein Geophysiker) die Maximalwerte (oder die Minimalwerte) der seismischen Wellen betrachten möchte, die einer Horizontenabbildung entsprechen. Diese Informationen können für den Anwender bei der Interpretation der seismischen Daten hilfreich sein. Ein solches "Attribut" oder andere Attribute können in einem Volumen gespeichert werden, das dem Endbitvolumen entspricht. Es ist vorteilhaft nur die Attribute zu speichern, die sich auf die "1" Bits in dem Endbitvolumen beziehen. Da das tatsächlich wahre Maximum bzw. Minimum (oder der Nulldurchgang) einer Welle aufgrund des Abtastens vielleicht nicht identifiziert werden kann, kann dieses wahre Attribut, das den "1" Bits des Endbitvolumens entspricht, durch Interpolation in dem Stapelverarbeitungsverfahren festgestellt bzw. gefunden werden.

In Figur 11 ist das Verfahren schematisch dargestellt, durch das die Amplitude jeder "z"-Dimension für jede x,y-Spur gespeichert wird. Jedes "1" Bit des Endbitvolumens weist eine x,y,z-Position auf, die einer Amplitude der Welle in dem seismischen Datenvolumen entspricht. Diese Amplitude wird zusammenhängend als eine Funktion der z-Dimension der "1" Bits in dem Attributvolumen gespeichert.

Das Attributvolumen beträgt nur etwa zehn Prozent der Größe des ursprünglichen seismischen Datenvolumens, da nur etwa zehn Prozent der Tiefenpunkte in dem Endbitvolumen ein "1" Bit aufweisen. Diese Tatsache ermöglicht es mehr Horizontenamplituden in den Speicher einzulesen, was zu schnelleren Anzeigen führt, die sich aus der Berechnung auf der Basis von Horizontenamplituden ergeben.

Alternatives Verfahren und Vorrichtung: Verbindung des Attributvolumens mit dem komprimierten Spurvolumen.

Die interpolierten Attribute (z.B. der numerische Maximumwert bzw. Minimumwert einer Welle) gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren sowie der entsprechenden Vorrichtung werden gemäß der Darstellung in Figur 10 zusammenhängend für das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung für das Endbitvolumen gespeichert. Jedes Attribut wird auf die gleiche Weise wie die Tiefenpositionen indiziert. Bei dieser alternativen Speicherung der interpolierten Attribute werden deren Tiefenpositionen durch die entsprechenden Tiefenpositionen ermittelt, die in dem interpolierten komprimierten Spurvolumen gespeichert sind. Vorzugsweise wird das interpolierte Attributvolumen zusammen mit dem interpolierten komprimierten Spurvolumen in dem RAM des Computers 100 (Figur 9) gespeichert. Diese Speicherung des interpolierten Attributvolumens mit dem interpolierten komprimierten Spurvolumen beschleunigt die Anzeige von Attributen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Erzeugung eines komprimierten Spurvolumens in einem Verfahren zur automatischen Auswahl von Horizonten aus einem dreidimensionalen Raum seismischer Datenspuren, wobei ein Horizont eine Schichtgrenzfläche in der Erdkruste darstellt, und wobei ein Horizont in den seismischen Datenspuren durch die Schichtgrenzfläche durch ein gemeinsames Merkmal einer seismischen Welle dargestellt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Ermittlung von Tiefen für jede der seismischen Datenspuren, auf denen Horizonten existieren; und

Speichern einer Folge numerischer Werte für jede seismische Datenspur, wobei die Werte die Tiefen darstellen, auf denen Horizonte existieren, um komprimierte Spuren mit komprimiertem Spurvolumen zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei jeder der seismischen Datenspuren um eine Folge von Datensätzen handelt, wobei jeder Saz eine Tiefe und eine Wellenamplitude umfaßt, wobei jeder Satz zu seinem benachbarten Satz einen gleichen Tiefenabstand aufweist, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt umfaßt:

Interpolation zwischen Tiefen oberhalb und unterhalb der ermittelten Tiefe für jede Tiefe des Datensatzes, die als Horizont ermittelt worden ist, um die genaue Tiefe einer interpolierten Tiefe eines Merkmals der Welle zu bestimmen und in einem Speicher zu speichern, wobei die interpolierte Tiefe eine genauere Kennzeichnung der Tiefe darstellt als die genannte Tiefe des Tiefensatzes.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolationsschritt den Schritt der Einfügung einer Parabel durch drei Punkte umfaßt, die durch das Merkmal einer Wellenamplitude der ermittelten Tiefe und die Wellenamplituden von Tiefen oberhalb und unterhalb der ermittelten Tiefe definiert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Merkmal der Wellenamplitude den maximalen Wert der Amplitude darstellt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Bestimmung eines numerischen Wertes eines Merkmals der genannten Wellen auf jeder der interpolierten Tiefen der komprimierten Spur und für jede der komprimierten Spuren des komprimierten Spurvolumens.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Speichern der numerischen Werte der genannten Merkmale der Wellen mit den entsprechenden ermittelten Tiefen der Merkmale der komprimierten Spuren.

7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner die folgenden Schritte umfassend:

Auswahl einer Saattiefe auf einer komprimierten Spur, die auf einen bestimmten Horizont fällt; und

automatische Abtastung des bestimmten Horizonts durch das komprimierte Spurvolumen, und zwar beginnend mit der Saattiefe auf der komprimierten Spur und Auswahl von Tiefen auf benachbarten komprimierten Spuren des komprimierten Spurvolumens, die auf dem bestimmten Horizont liegen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der automatischen Abtastung folgende Schritte umfaßt:

(1) Ermittlung des gleichen Indexes als Saattiefe auf benachbarten komprimierten Spuren, und zwar beginnend mit dem Saattiefenindex auf der komprimierten Spur;

(2) Absuchen der benachbarten komprimierten Spuren, um innerhalb einer vorbestimmten Indexdifferenz Tiefen als die Tiefe der genannten Saattiefe zu finden;

(3) Bestimmung der Tatsache, daß sich eine gefundene Tiefe einer benachbarten komprimierten Spur auf dem gleichen Horizont wie die Saattiefe befindet, wobei der Schritt (2) alternativ mit doppelter Indexdifferenz wiederholt werden kann; und

(4) Wiederholung der obigen Schritte (1), (2) und (3), mit der Ausnahme des Suchens nach bereits gesuchten komprimierten Spuren, bis keine weiteren Tiefen benachbarter komprimierter Spuren gefunden werden können.

9. Verfahren zur Erzeugung eines Bitvolumens in einem Verfahren zur automatischen Auswahl von Horizonten aus einem dreidimensionalen Raum seismischer Datenspuren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Konvertierung der seismischen Datenspuren in eine Bitspur, die durch eine Folgen der Ziffern 0 und 1 als eine Funktion der Tiefe definiert ist, wobei eine "1" auf einer Tiefe einer Spur die Existenz eines Horizonts auf dieser Tiefe anzeigt, und wobei eine "0" anzeigt, daß auf dieser Tiefe kein Horizont existiert; und

Speichern jeder Bitspur in dem Speicher eines Computers als ein dreidimensionales Bitvolumen von Bitspuren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner die folgenden Schritte umfassend:

interaktive Auswahl eines Saatbits auf einer Bitspur in dem Bitvolumen, das auf einen Horizont fällt; und

Abtasten des Horizonts durch das Bitvolumen, und zwar beginnend mit dem Saatbit und Auswahl von 1 Bits auf benachbarten Bitspuren des Bitvolumens, die auf dem genannten Horizont liegen.

11. Vorrichtung zur automatischen Auswahl von Horizonten aus einem dreidimensionalen Raum seismischer Datenspuren, wobei ein Horizont eine Schichtgrenzfläche in der Erdkruste darstellt und in den seismischen Datenspuren durch die Schichtgrenzfläche durch ein gemeinsames Merkmal einer seismischen Welle dargestellt ist, und wobei die Vorrichtung zur Erzeugung eines komprimierten Spurvolumens dient, mit:

einer Computerprogramm-Einrichtung zur Ermittlung von Tiefen für jede der seismischen Datenspuren, auf denen Horizonten existieren; und

einer Einrichtung zum Speichern einer Folge numerischer Werte für jede seismische Datenspur, wobei die Werte die Tiefen darstellen, auf denen Horizonten existieren, um komprimierte Spuren mit komprimiertem Spurvolumen zu erzeugen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei jeder der seismischen Datenspuren um eine Folge von Datensätzen handelt, wobei jeder Saz eine Tiefe und eine Wellenamplitude umfaßt, wobei jeder Satz zu seinem benachbarten Satz einen gleichen Tiefenabstand aufweist, wobei die Vorrichtung ferner folgendes umfaßt:

eine Einrichtung zur Interpolation zwischen Tiefen oberhalb und unterhalb der ermittelten Tiefe für jede Tiefe des Datensatzes, die als Horizont ermittelt worden ist, um die genaue Tiefe einer interpolierten Tiefe eines Merkmals der Welle zu bestimmen und in einem Speicher zu speichern, wobei die interpolierte Tiefe eine genauere Kennzeichnung der Tiefe darstellt als die genannte Tiefe des Tiefensatzes.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Interpolation eine Einrichtung zur Einfügung einer Parabel durch drei Punkte umfaßt, die durch das Merkmal einer Wellenamplitude der ermittelten Tiefe und die Wellenamplituden von Tiefen oberhalb und unterhalb der ermittelten Tiefe definiert sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Merkmal der Wellenamplitude den maximalen Wert der Amplitude darstellt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit:

einer Einrichtung zur Bestimmung eines numerischen Wertes eines Merkmals der genannten Wellen auf jeder der interpolierten Tiefen der komprimierten Spur und für jede der komprimierten Spuren des komprimierten Spurvolumens.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner mit:

einer Einrichtung zum Speichern der numerischen Werte der genannten Merkmale der Wellen mit den entsprechenden ermittelten Tiefen der Merkmale der komprimierten Spuren.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit:

einer Einrichtung zur Auswahl einer Saattiefe auf einer komprimierten Spur, die auf einen bestimmten Horizont fällt; und

einer Computerprogramm-Einrichtung zur automatischen Abtastung des bestimmten Horizonts durch das komprimierte Spurvolumen, und zwar beginnend mit der Saattiefe auf der komprimierten Spur und Auswahl von Tiefen auf benachbarten komprimierten Spuren des komprimierten Spurvolumens, die auf dem bestimmten Horizont liegen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Computerprogramm-Einrichtung zur automatischen Abtastung Einrichtungen für folgende Zwecke umfaßt:

(1) Ermittlung des gleichen Indexes als Saattiefe auf benachbarten komprimierten Spuren, und zwar beginnend mit dem Saattiefenindex auf der komprimierten Spur;

(2) Absuchen der benachbarten komprimierten Spuren, um innerhalb einer vorbestimmten Indexdifferenz Tiefen als die Tiefe der genannten Saattiefe zu finden;

(3) Bestimmung der Tatsache, daß eine gefundene Tiefe einer benachbarten komprimierten Spur auf dem gleichen Horizont wie die Saattiefe befindet, wobei alternativ der Schritt (2) mit doppelter Indexdifferenz wiederholt werden kann; und

(4) Wiederholung der obigen Schritte (1), (2) und (3), mit der Ausnahme des Suchens nach bereits gesuchten komprimierten Spuren, bis keine weiteren Tiefen benachbarter komprimierter Spuren gefunden werden können.

19. Vorrichtung zur automatischen Auswahl von Horizonten aus einem dreidimensionalen Raum seismischer Datenspuren, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

eine Computerprogramm-Einrichtung zur Konvertierung der seismischen Datenspuren in eine Bitspur, die durch eine Folgen der Ziffern 0 und 1 als eine Funktion der Tiefe definiert ist, wobei eine "1" auf einer Tiefe einer Spur die Existenz eines Horizonts auf dieser Tiefe anzeigt, und wobei eine "0" anzeigt, daß auf dieser Tiefe kein Horizont existiert; und

eine Einrichtung zum Speichern jeder Bitspur in dem Speicher eines Computers als ein dreidimensionales Bitvolumen von Bitspuren.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner umfassend eine Einrichtung zur interaktiven Auswahl eines Saatbits auf einer Bitspur in dem Bitvolumen, das auf einen Horizont fällt; und

eine Einrichtung zum Abtasten des Horizonts durch das Bitvolumen, und zwar beginnend mit dem Saatbit und Auswahl von 1 Bits auf benachbarten Bitspuren des Bitvolumens, die auf dem genannten Horizont liegen.







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